飲用水消毒劑副產(chǎn)品的調(diào)查與控制分析
【摘要】在我國(guó)大多數(shù)自來(lái)水廠中對(duì)飲用水的消毒工作，仍然采用以氯化消毒為主，對(duì)飲用水源中所含的有毒病菌進(jìn)行消毒。為了保證飲用水中所含微生物符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求，必須在市政飲用水中保持含有一定量的氯，但是如果過(guò)量的氯一方面會(huì)給人體帶來(lái)傷害，同時(shí)也會(huì)與飲用水中的酸性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，就很容易產(chǎn)生致癌性的副產(chǎn)品，例如三鹵甲烷、鹵乙酸等。本文通過(guò)我國(guó)某城市某水廠飲用水中的消毒劑副產(chǎn)品進(jìn)行調(diào)查，根據(jù)調(diào)查結(jié)果，對(duì)消毒副產(chǎn)物控制進(jìn)行了相關(guān)分析，供各位朋友討論研究。
【關(guān)鍵詞】飲用水、消毒劑副產(chǎn)品、三鹵甲烷、鹵乙酸、調(diào)查、分析控制
一、 飲用水消毒副產(chǎn)品的危害及標(biāo)準(zhǔn)
為了有效降低飲用水中影響人體健康的有毒有害病菌，常常采用氯化消毒的方式，但是，氯化消毒會(huì)使水中的有機(jī)酸性物質(zhì)與剩余氯元素發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生消毒劑副產(chǎn)品：三鹵甲烷(trihalomethans,THMs)、鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)等。經(jīng)有關(guān)部門(mén)研究表明部分消毒劑副產(chǎn)品中含有大量致癌性物質(zhì)，根據(jù)臨床研究分析，長(zhǎng)期飲用過(guò)量含氯的市政自來(lái)水會(huì)使人們患上膀胱癌、直腸癌和結(jié)腸癌等病癥的發(fā)病率增加數(shù)倍。下面對(duì)飲用水中某些消毒劑副產(chǎn)品對(duì)人體產(chǎn)生的危害和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行如下表述：
（一） 飲用水消毒劑副產(chǎn)品的危害
1、 三鹵甲烷（trihalomethans,THMs)
在二十世紀(jì)七十年代，美國(guó)科學(xué)家魯克（Rook）從氯化消毒后的自來(lái)水中檢測(cè)出三鹵甲烷中的副產(chǎn)品三氯甲烷，證實(shí)該物質(zhì)會(huì)產(chǎn)生多種致癌性產(chǎn)物。在1977年美國(guó)科學(xué)家康托爾（Cantor），對(duì)市政自來(lái)水中檢測(cè)出的三鹵甲烷物質(zhì)與消化道和泌尿系統(tǒng)癌癥，比如：膀胱癌、結(jié)腸癌和直腸癌有直接性的關(guān)系，并且發(fā)現(xiàn)癌癥的發(fā)生率與三鹵甲烷的濃度成正比例關(guān)系。此外，如果長(zhǎng)時(shí)間使用含過(guò)量三鹵甲烷（trihalomethans,THMs)的熱水洗澡，會(huì)加快人體皮膚的吸入量，會(huì)引發(fā)皮膚癌的產(chǎn)生。經(jīng)檢測(cè)表明市政自來(lái)水中三鹵甲烷類的消毒劑副產(chǎn)物主要由：三氯甲烷、二氯一溴甲烷、一氯二溴甲烷和三溴甲烷等四種物質(zhì)組成。為了保證飲用水的安全性，有效降低飲用水中影響人體健康的危害性，目前，許多國(guó)家在對(duì)飲用水處理階段越來(lái)越重視對(duì)三鹵甲烷類消毒副產(chǎn)物的控制，并確立了相應(yīng)科學(xué)合理的標(biāo)準(zhǔn)。
2、 鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)
在二十世紀(jì)八十年代中期，有關(guān)機(jī)構(gòu)從氯化消毒后的自來(lái)水中檢測(cè)出另一類消毒劑副產(chǎn)品鹵乙酸(haloacetic acids,HAAs)，通過(guò)定量分析我們發(fā)現(xiàn)鹵乙酸主要由一溴乙酸（MBAA）、二溴乙酸（DBAA）、一氯乙酸（MCAA）、二氯乙酸（DCAA）、三氯乙酸（TCAA）、五個(gè)種類組成。通過(guò)科學(xué)研究和相應(yīng)的臨床分析，發(fā)現(xiàn)與三鹵甲烷相比，鹵乙酸具有更大的致癌風(fēng)險(xiǎn)性，其中二氯乙酸和三氯乙酸的致癌率分別是三鹵甲烷的數(shù)十倍之多。
（二） 飲用水消毒副產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)
為了確保人類飲用水的安全性，各個(gè)國(guó)家都為本國(guó)飲用水的物質(zhì)含量制定了相應(yīng)的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，通過(guò)對(duì)歷史上飲用水消毒劑副產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定量進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)各國(guó)對(duì)三鹵甲烷和鹵乙酸的標(biāo)準(zhǔn)呈現(xiàn)越來(lái)越嚴(yán)格的趨勢(shì)。例如，美國(guó)從1979年對(duì)三鹵甲烷提出0.1毫克/升，到1997年的0.08毫克/升，再到2000年規(guī)定的0.04毫克/升。鹵乙酸標(biāo)準(zhǔn)也從0.06毫克/升降低到0.03毫克/升。加拿大原來(lái)對(duì)飲用水三鹵甲烷含量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定為0.35 毫克/升，現(xiàn)在也已經(jīng)降低為0.05毫克/升。我國(guó)對(duì)市政飲用水三鹵甲烷含量的標(biāo)準(zhǔn)(GB 5749—85)規(guī)定為不得超過(guò)0.06毫克/升，對(duì)鹵乙酸中的二氯乙酸規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為：0.05毫克/升、三氯乙酸規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)為0.1毫克/升。
二、 調(diào)查方法
本文對(duì)我國(guó)某城市5個(gè)水廠15處不同的飲用水點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)采樣，對(duì)飲用水中的消毒劑副產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)定，這5個(gè)水廠中，有三個(gè)水廠主要是以地表水為水源，對(duì)水的處理工藝采用傳統(tǒng)處理和活性炭處理工藝；有兩個(gè)水廠以地下水為水源，水廠的處理工藝采用傳統(tǒng)處理工藝。每個(gè)水廠管網(wǎng)中分別選擇3個(gè)取樣點(diǎn)。采樣時(shí)間為2011年12月。測(cè)定方法分別采用頂空進(jìn)樣氣相色譜法來(lái)檢定三鹵甲烷含量；微量萃取氣相色譜毛細(xì)柱法來(lái)檢定鹵乙酸含量。
某城市5個(gè)飲用水廠采水點(diǎn)消毒副產(chǎn)品的分布（毫克/升） | |||||
消毒副產(chǎn)品 | 一水廠 | 二水廠 | 三水廠 | 四水廠 | 五水廠 |
取樣數(shù) | 3個(gè) | 3個(gè) | 3個(gè) | 3個(gè) | 3個(gè) |
三氯甲烷 | 0.28-0.36 | 0.24-0.36 | 0.35-0.46 | 0.44-0.55 | 0.42-0.58 |
二氯乙酸 | 0.042-0.048 | 0.043-0.52 | 0.041-0.047 | 0.045-0.048 | 0.044-0.046 |
三氯乙酸 | 0.08-0.09 | 0.075-0.085 | 0.086-0.098 | 0.075-0.088 | 0.074-0.094 |
三、 調(diào)查結(jié)果
通過(guò)對(duì)我國(guó)某城市5個(gè)水廠共計(jì)15出不同的飲用水點(diǎn)進(jìn)行水質(zhì)取樣，經(jīng)過(guò)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，飲用水中的三鹵甲烷，含有溴成分濃度幾乎為零，未檢測(cè)出三鹵甲烷的消毒劑副產(chǎn)品中含有溴離子，但是檢測(cè)出的三鹵甲烷主要為三氯甲烷。在鹵乙酸的檢測(cè)中發(fā)現(xiàn)主要成分為二氯乙酸和三氯乙酸。
四、 討論
（一） 對(duì)消毒劑副產(chǎn)品情況的分析
通過(guò)對(duì)我國(guó)某城市5個(gè)水廠飲用水的水質(zhì)進(jìn)行取樣、檢測(cè)分析，我們發(fā)現(xiàn)三鹵甲烷的濃度要高于鹵乙酸的濃度。5個(gè)水廠15個(gè)取樣點(diǎn)三鹵甲烷的平均濃度為0.42毫克/升，鹵乙酸中的二氯乙酸平均值為0.044毫克/升，三氯乙酸平均值為0.084毫克/升，這一結(jié)果是符合我國(guó)消毒劑副產(chǎn)品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的。通過(guò)對(duì)三鹵甲烷、二氯乙酸、三氯乙酸進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)處理，我們發(fā)現(xiàn)三鹵甲烷與鹵乙酸呈非線性關(guān)系，即，不存在的一種消毒劑副產(chǎn)物濃度高則另一種消毒劑副產(chǎn)物濃度相應(yīng)較高的現(xiàn)象。
（二） 飲用水處理工藝對(duì)消毒劑副產(chǎn)品的控制分析
在調(diào)查過(guò)程中，通過(guò)對(duì)各取水點(diǎn)的水質(zhì)情況與各水廠的處理工藝結(jié)合進(jìn)行分析，我們發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)地下水廠采用的常規(guī)性處理工藝方式對(duì)二氯乙酸、三氯乙酸的去除效果并不明顯，僅為25-35%之間，而三個(gè)地表水廠則采用常規(guī)性與活性炭相結(jié)合的處理方式，在二氯乙酸、三氯乙酸的去除中，取得了較為顯著的效果，去除率達(dá)到80%-90%之間，這表明活性炭在對(duì)飲用水消毒劑副產(chǎn)品二氯乙酸、三氯乙酸具有較強(qiáng)的消除作用。而對(duì)于三鹵甲烷控制分析中，我們發(fā)現(xiàn)使用活性炭消除工藝和未使用活性炭消除工藝的效果基本上是一樣的，去除率均為25%-33%之間，因此確定三鹵甲烷屬于不可降解的消毒劑副產(chǎn)品。
參考文獻(xiàn)：
[1]李爽、張曉健、劉文君等，飲用水處理工藝及配水管網(wǎng)中鹵乙酸控制的研究，中國(guó)給水排水，1999，15(6):1-4。
[2]清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系、北京市自來(lái)水公司第九水廠，飲用水消毒、消毒副產(chǎn)物和水質(zhì)生物穩(wěn)定性之關(guān)系研究報(bào)告，1998，12。
[3]中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會(huì)環(huán)境衛(wèi)生分會(huì)，環(huán)境污染健康影響評(píng)價(jià)規(guī)范，環(huán)境與健康雜，1999，16(4):248-256。
